(8722) 62-93-57 Институт проблем Геотермии

Лаборатория теплофизики геотермальных систем

Лаборатория теплофизики геотермальных систем (ТГС) создана в 1989 г.

Абдулагатов Ильмутдин Магомедович – зав. лабораторией (ТГС), имеет Диплом доктора наук, Решением ВАК РФ от 6 марта 1992 г. присуждена учёная степень доктора технических наук; 

Базаев Ахмед Рамазанович - гнс, имеет Диплом доктора наук, Решением ГВАК РФ присуждена учёная степень доктора технических наук; 

Эмиров Субханверди Нурмагомедович - гнс, имеет Диплом доктора наук, Решением ГВАК РФ от 13 марта 1998 г. присуждена учёная степень доктора технических наук. Имеет Аттестат профессора ПР №003899 Решением МО РФ от 18 апреля 2001 г. №160-п.

Штатная численность лаборатории 11 работников, в том числе 9 научных сотрудников, среди них 3 доктора и 6 кандидатов наук.

НИР лаборатории проводятся в соответствии с плановой темой «Исследование теплофизических свойств водных растворов органических и неорганических веществ, а также хладагентов и их смесей и горных пород при различных параметрах состояния».

В числе наиболее важных достижений следует отметить следующие результаты:

·             получены расчётные значения  динамической вязкости обычной и тяжёлой воды для интервалов температур 348–473 К и давлений 0,1–500 МПа,  значения теплопроводности обычной воды для интервалов температур 293–473 К и давлений 0,1–2000 МПа и тяжёлой воды для интервалов температур 293–473 К и давлений 0,1–500 МПа. Оценочные погрешности рассчитанных значений  вязкости составляет менее 2 %, а теплопроводности менее 3 %. (Магомедов У.Б.);

·              разработана обобщённая формула, позволяющая получить значения  теплопроводности бинарных и многокомпонентных водных растворов солей (хлоридов, бромидов, йодидов, сульфатов, нитратов) для интервалов температур 293–473 К, давлений 0,1–100 МПа и концентраций 0–20 масс. %. Оценочная погрешность расчётных значений составляет 1,6 %. (Магомедов У.Б.);

·             разработана обобщённая формула, позволяющая получить значения теплопроводности углеводородов и их производных, спиртов и хладагентов для интервалов температур от (tпл+30) до 0.6 tкр , 0С и давлений 0.1–500 МПа. Оценочная погрешность расчётных значений составляет менее 3 %. (Магомедов У.Б.).

·             Создана экспериментальная установка для исследований термодинамических свойств ( РVT измерений) чистых веществ и многокомпонентных смесей при температурах до 700 К и давлениях до 100 МПа методом пьезометра постоянного объема. (Базаев А. Р.);

·             получен впервые в мировой практике представительный массив прецизионных экспериментальных данных по термическим свойствам водных растворов углеводородов (н.пентан, н.гексан, н.гептан, н.октан, бензол, толуол) в околокритической и сверхкритической области для различных значений состава. Результаты могут быть использованы для разработки адекватных термодинамических моделей уравнений состояния смесей, расчета сверхкритических экстракционных процессов типа сверхкритического водного окисления. (Базаев А.Р., Базаев Э.А.);

·             получены новые прецизионные результаты экспериментального исследования p,,T-зависимости бинарных смесей вода–спирт (метанол, этанол, н-пропанол) и спирт–углеводород (этанол–н-гексан, этанол–н-гептан, этанол–н-октан) в диапазоне параметров, включающем докритическое, околокритическое и сверхкритическое состояния; установлены ранее неизвестные особенности их термодинамического поведения, которые представляют интерес для теории растворов и важны для технологических и аппаратных расчетов. Обоснована возможность применения данных смесей для повышения эффективности различных технологических процессов. (Базаев А.Р., Базаев Э.А.);

·           найдены молекулярные параметры современного уравнения состояния SPHCT модели, а также значения коэффициентов вириального уравнения состояния; таблицы РVТх данных и термодинамических свойств веществ, рассчитанных по уравнению SPHCT, переданы в Национальный комитет РАН по теплофизическим свойствам веществ (НКТСВ). (Абдулагатов И.М., Базаев А.Р., Базаев Э.А.).

·           Создана установка для определения изохорной теплоёмкости при высоких параметрах состояния на основе адиабатного калориметра. Обнаружено, что электролиты с отрицательным температурным коэффициентом растворимости (карбонат и сульфат натрия) имеют два ярко выраженных максимума Сv,x теплоёмкости, один из которых соответствует трехфазному равновесию (жидкость– пар– кристалл), а другой – исчезновению паровой или жидкой фазы. Экспериментальные данные о теплоёмкости водных растворов гидроксида натрия аттестованы во ВНИЦ МВ Госстандарта СССР (свидетельство ГСССД № Р 379-91). (Дворянчиков В.И.).

·           Создана экспериментальная установка и разработана методика измерений теплопроводности горных пород и модельных сред (полупроводниковые соединения) в условиях высоких гидростатических давлений до 400 МПа и температур до 523 К. (Эмиров С.Н.);

·           исследованы закономерности тепловых свойств ряда представительных горных пород из глубоких и сверхглубоких скважин (Кольская, Саатлинская, СКТБ Германия, Тюменская) в условиях близких к их естественному залеганию. (Эмиров С.Н.);

·           исследованы закономерности изменения тепловых свойств ряда модельных пористых сред (слюдокерамика, пористое стекло) и представительных горных пород по разрезу скважин №15, 22, 44 Дмитриевского газоконденсатного месторождения РД с оценкой плотности теплового потока и температур по глубине. (Эмиров С.Н.).

·           Предложено новое термическое уравнение состояния (УС). Впервые все три параметра УС связаны с силами межмолекулярного взаимодействия. Выявлен параметр χ, определяющий все приведенные параметры УС, а также критический фактор сжимаемости ZC, температуру Бойля TB и другие характеристики. Получены выражения для них в виде явных функций χ. Как результат имеем доказательство однопараметрического закона соответственных состояний, впервые полученное в рамках простой модели. (Петрик Г.Г., Гаджиева З.Р.).

Сотрудниками лаборатории ТГС за  десять лет – с 1999 по 2009 гг опубликовано 2 монографии, 340 статей, из которых 75 в центральных и зарубежных журналах  Основные научные результаты исследований представлены на международных конференциях: в России, США, Германии, Англии, Франции, Японии, Канаде, Корее и опубликованы в ведущих зарубежных и отечественных научных журналах и в различных сборниках.

Сотрудники лаборатории защитили с 1989 по 2009 гг 3 докторских и 6 кандидатских диссертаций. 

Сотрудники лаборатории проводят совместные научные исследования с аспирантами, а также читают в ВУЗах лекции.

На период до 2012 года планируется:

·            расчетно-теоретические исследования теплофизических свойств многокомпонентных водно-солевых систем, моделирующих ГТВ при высоких параметрах состояния;  

·            по представленным обобщённым формулам получение новых значений теплопроводности для 40-ка водно-солевых систем в интервалах температур 275–473 К, давлений 0.1–100 МПа и концентраций 0–25 масс.% и динамической вязкости 25 водно-солевых систем в интервалах температур 333–473 К, давлений 0.1–100 МПа и концентраций 0–25 масс.%;

·            по представленным обобщённым формулам получение новых значений теплопроводности для хладагентов, спиртов и углеводородов – при наличии данных плотности,  в интервалах температур от (tплав.+30) 0С до 0,6 tкр 0С, где tплав. – температура плавления вещества при давлении 0,1 МПа; tкр – критическая температура вещества  

·            исследование калорических свойств и Т–r зависимости экологически безопасных хладагентов в широкой области параметров состояния;

·            экспериментальные и теоретические исследования закономерностей изменения теплофизических свойств горных пород в условиях близких к их естественному залеганию (давление, температура, флюидонасыщение) из скважин Сухокумской зоны нефтегазовых месторождений РД;

·            исследование фазовых переходов и критических явлений в водных и неводных растворах алифатических спиртов (p,v,T,x-измерения растворов вода–метанол, вода–этанол, вода–н-пропанол, н-пропанол–н-гексан, н-бутанол–н-гексан в субкритической и сверхкритической области в диапазоне температур 373.15–623.15 К, давления до 40 МПа, плотности 30-600 кг/м3 для значений состава 0.2,0.5,0.8 мол. долей спирта) позволит получить смесевые рабочие вещества (тела) для повышения эффективности тепловых схем энергоустановок;

·            исследование теплофизических и термодинамических свойств водных и неводных растворов органических систем РvТ-х-зависимости в широком диапазоне параметров состояния, включая и критическую область;

·            получение результатов, позволяющих продвинуться в направлении поиска оптимальных функциональных форм УС. Имеются направления, работа в которых должна оптимизировать полученное и исследуемое УС. Это как минимум: отказ от условия постоянства управляющего параметра, оптимизация вклада, связанного с отталкиванием (пока оно носит жесткий характер), переход к более реалистичной модели молекулы.